CN107127851B - 一种用于磁感应加热磁性木材的制备方法 - Google Patents

一种用于磁感应加热磁性木材的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种用于磁感应加热磁性木材的制备方法，本发明涉及磁性木材的制备方法。本发明要解决现有木材在低频交变磁场作用下不能产生热能，现有的可用于磁感应加热磁性木材的加热效果不佳，加热时间长的问题。方法：一、将磁性纳米粒子与水溶性表面活性剂混合反应，得到含有磁性纳米粒子前驱体溶液；二、将木材浸渍至含有磁性纳米粒子前驱体溶液中，并放置于真空干燥箱中；三、将真空干燥箱抽真空并保持，保持后放气；四、重复步骤三，得到循环处理后的混合溶液；五、将循环处理后的混合溶液转移至不锈钢反应釜中反应，冷却至室温，得到反应后的混合溶液；六、将反应后的混合溶液转移至加盖的烧杯中反应，取出磁性木材干燥。

Description

一种用于磁感应加热磁性木材的制备方法
技术领域
本发明涉及磁性木材的制备方法。
背景技术
中国东北地区的暖气供应需要消耗大量的煤和天然气等化石能源。为减少环境的负荷，构筑有利于环境、适合人类居住的供能建筑，近年来被人们广泛关注，其在减少能耗、减少污染、保护环境等方面有着重要的影响。如今，人们主要将生物质能、地热能和太阳能应用于供能建筑。木材是一种古老的建筑材料，是一种应用广泛的工程材料，其具有优美的纹理、轻质高强的特性、智能性调温调湿等功能，但是在低频交变磁场下木材本身不能产生热能。现有的可用于磁感应加热磁性木材的加热效果不佳，加热时间长，在频率为50kHz的感应磁场下需加热30分钟，温度最高升高到40℃。
发明内容
本发明要解决现有木材在低频交变磁场作用下不能产生热能，现有的可用于磁感应加热磁性木材的加热效果不佳，加热时间长的问题，而提供一种用于磁感应加热磁性木材的制备方法。
一种用于磁感应加热磁性木材的制备方法是按照以下步骤进行的：
一、将磁性纳米粒子与水溶性表面活性剂混合，然后在温度为70℃～200℃的条件下，反应1h～52h，最后冷却至室温，得到含有磁性纳米粒子前驱体溶液；
所述的磁性纳米粒子与水溶性表面活性剂的质量比为(1～20):1；
二、将木材浸渍至含有磁性纳米粒子前驱体溶液中，并放置于真空干燥箱中；
三、将真空干燥箱抽真空至0.01MPa～10MPa，并在0.01MPa～10MPa的条件下，保持1min～10min，保持后放气；
四、重复步骤三1次～20次，得到循环处理后的混合溶液；
五、将循环处理后的混合溶液转移至不锈钢反应釜中，在温度为20℃～150℃的条件下，反应1h～48h，然后冷却至室温，得到反应后的混合溶液；
六、将反应后的混合溶液转移至加盖的烧杯中，在温度为20℃～150℃的条件下，反应1h～20h，然后取出磁性木材，在温度为20℃～150℃的条件下，干燥磁性木材，即得到用于磁感应加热的磁性木材。
本发明的有益效果是：本发明利用水溶性表面活性剂提高磁性纳米粒子在溶液中的分散性，使更多的磁性纳米粒子浸入木材。之后将反应后的混合溶液转移至加盖的烧杯中，使得加盖的烧杯处于半封闭状态，然后进行水热反应，由于水分的蒸发，导致加盖烧杯中气压增大，进一步促进了磁性纳米粒子浸入木材，且由于水分的缓慢蒸发，给磁性纳米粒子沉积在木材上创造了充分的沉淀时间。在水分蒸发过程中，由于磁性纳米粒子自身的重力作用和蒸汽压力的共同作用下，使木材内部和表面上负载了更多的磁性纳米粒子，且当达到一定压力后自动泄压(压力大自动就把盖子顶起)。这种制备工艺简单，原料来源广泛，得到的磁性木材具有优异的磁性，并可以应用于磁感应加热。在频率为35kHz交变磁场下10分钟，磁性木材的温度上升可达到70℃，制备的磁性木材的饱和磁化强度可达到26emu/g，具有优异的磁性。
本发明用于一种用于磁感应加热磁性木材的制备方法。
附图说明
图1为实施例一制备的用于磁感应加热的磁性木材在频率为35kHz交变磁场下温度变化曲线；
图2为实施例一制备的用于磁感应加热的磁性木材在频率为35kHz交变磁场下10min的红外热成像照片；
图3为实施例一制备的用于磁感应加热的磁性木材的室温磁滞回线；
图4为实施例一制备的用于磁感应加热的磁性木材被外界磁铁吸引的宏观照片。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式所述的一种用于磁感应加热磁性木材的制备方法是按照以下步骤进行的：
一、将磁性纳米粒子与水溶性表面活性剂混合，然后在温度为70℃～200℃的条件下，反应1h～52h，最后冷却至室温，得到含有磁性纳米粒子前驱体溶液；
所述的磁性纳米粒子与水溶性表面活性剂的质量比为(1～20):1；
二、将木材浸渍至含有磁性纳米粒子前驱体溶液中，并放置于真空干燥箱中；
三、将真空干燥箱抽真空至0.01MPa～10MPa，并在0.01MPa～10MPa的条件下，保持1min～10min，保持后放气；
四、重复步骤三1次～20次，得到循环处理后的混合溶液；
五、将循环处理后的混合溶液转移至不锈钢反应釜中，在温度为20℃～150℃的条件下，反应1h～48h，然后冷却至室温，得到反应后的混合溶液；
六、将反应后的混合溶液转移至加盖的烧杯中，在温度为20℃～150℃的条件下，反应1h～20h，然后取出磁性木材，在温度为20℃～150℃的条件下，干燥磁性木材，即得到用于磁感应加热的磁性木材。
本实施方式的有益效果是：本实施方式利用水溶性表面活性剂提高磁性纳米粒子在溶液中的分散性，使更多的磁性纳米粒子浸入木材。之后将反应后的混合溶液转移至加盖的烧杯中，使得加盖的烧杯处于半封闭状态，然后进行水热反应，由于水分的蒸发，导致加盖烧杯中气压增大，进一步促进了磁性纳米粒子浸入木材，且由于水分的缓慢蒸发，给磁性纳米粒子沉积在木材上创造了充分的沉淀时间。在水分蒸发过程中，由于磁性纳米粒子自身的重力作用和蒸汽压力的共同作用下，使木材内部和表面上负载了更多的磁性纳米粒子，且当达到一定压力后自动泄压(压力大自动就把盖子顶起)。这种制备工艺简单，原料来源广泛，得到的磁性木材具有优异的磁性，并可以应用于磁感应加热。在频率为35kHz交变磁场下10分钟，磁性木材的温度上升可达到70℃，制备的磁性木材的饱和磁化强度可达到26emu/g，具有优异的磁性。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤二中所述的木材为针叶材或阔叶材。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是：步骤一中所述的磁性纳米粒子为Fe3O4、CoFe2O4、MnFe2O4或ZnFe2O4。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一中所述的水溶性表面活性剂为油酸钠、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇或十二烷基苯磺酸钠。其它与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤一中所述的磁性纳米粒子与水溶性表面活性剂的质量比为10:1。其它与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤一中将磁性纳米粒子与水溶性表面活性剂混合，然后在温度为70℃的条件下，反应12h。其它与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤三中将真空干燥箱抽真空至0.01MPa，并在0.01MPa的条件下，保持10min。其它与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤四中重复步骤三20次。其它与具体实施方式一至七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤五中在温度为100℃的条件下，反应24h。其它与具体实施方式一至八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤六中在温度为100℃的条件下，反应10h。其它与具体实施方式一至九相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例一：
一种用于磁感应加热磁性木材的制备方法是按照以下步骤进行的：
一、将磁性纳米粒子与水溶性表面活性剂混合，然后在温度为70℃的条件下，反应12h，最后冷却至室温，得到含有磁性纳米粒子前驱体溶液；
所述的磁性纳米粒子与水溶性表面活性剂的质量比为10:1；
二、将木材浸渍至含有磁性纳米粒子前驱体溶液中，并放置于真空干燥箱中；
三、将真空干燥箱抽真空至0.01MPa，并在0.01MPa的条件下，保持10min，保持后放气；
四、重复步骤三20次，得到循环处理后的混合溶液；
五、将循环处理后的混合溶液转移至不锈钢反应釜中，在温度为100℃的条件下，反应24h，然后冷却至室温，得到反应后的混合溶液；
六、将反应后的混合溶液转移至加盖的烧杯中，在温度为100℃的条件下，反应10h，然后取出磁性木材，在温度为70℃的条件下，干燥磁性木材，即得到用于磁感应加热的磁性木材；
步骤二中所述的木材为20×20×10mm3的杨木块；
步骤一中所述的磁性纳米粒子为Fe3O4。
步骤一中所述的水溶性表面活性剂为油酸钠。
图1为实施例一制备的用于磁感应加热的磁性木材在频率为35kHz交变磁场下温度变化曲线；由图可知在交变磁场下加热10分钟磁性木材的温度上升至70℃。
图2为实施例一制备的用于磁感应加热的磁性木材在频率为35kHz交变磁场下10min的红外热成像照片；由图可知，图中间的磁性木材在交变磁场下红外热图片明显变化，表明其表面温度升高。
图3为实施例一制备的用于磁感应加热的磁性木材的室温磁滞回线；由图可知本实施例制备得到磁性木材的饱和磁化强度为26emu/g，具有优异的磁性。
图4为实施例一制备的用于磁感应加热的磁性木材被外界磁铁吸引的宏观照片。由图可知制备的磁性木材能够被外界磁铁吸引，具有优异的磁性。

Claims (9)

1.一种用于磁感应加热磁性木材的制备方法，其特征在于一种用于磁感应加热磁性木材的制备方法是按照以下步骤进行的：
一、将磁性纳米粒子与水溶性表面活性剂混合，然后在温度为70℃～200℃的条件下，反应1h～52h，最后冷却至室温，得到含有磁性纳米粒子前驱体溶液；
所述的磁性纳米粒子与水溶性表面活性剂的质量比为(1～20):1；
所述的水溶性表面活性剂为油酸钠、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇或十二烷基苯磺酸钠；
二、将木材浸渍至含有磁性纳米粒子前驱体溶液中，并放置于真空干燥箱中；
三、将真空干燥箱抽真空至0.01MPa，并在0.01MPa的条件下，保持1min～10min，保持后放气；
四、重复步骤三1次～20次，得到循环处理后的混合溶液；
五、将循环处理后的混合溶液转移至不锈钢反应釜中，在温度为100℃～150℃的条件下，反应24h～48h，然后冷却至室温，得到反应后的混合溶液；
六、将反应后的混合溶液转移至加盖的烧杯中，在温度为100℃～150℃的条件下，反应10h～20h，然后取出磁性木材，在温度为70℃～150℃的条件下，干燥磁性木材，即得到用于磁感应加热的磁性木材。
2.根据权利要求1所述的一种用于磁感应加热磁性木材的制备方法，其特征在于步骤二中所述的木材为针叶材或阔叶材。
3.根据权利要求1所述的一种用于磁感应加热磁性木材的制备方法，其特征在步骤一中所述的磁性纳米粒子为Fe3O4、CoFe2O4、MnFe2O4或ZnFe2O4。
4.根据权利要求1所述的一种用于磁感应加热磁性木材的制备方法，其特征在步骤一中所述的磁性纳米粒子与水溶性表面活性剂的质量比为10:1。
5.根据权利要求1所述的一种用于磁感应加热磁性木材的制备方法，其特征在步骤一中将磁性纳米粒子与水溶性表面活性剂混合，然后在温度为70℃的条件下，反应12h。
6.根据权利要求1所述的一种用于磁感应加热磁性木材的制备方法，其特征在步骤三中将真空干燥箱抽真空至0.01MPa，并在0.01MPa的条件下，保持10min。
7.根据权利要求1所述的一种用于磁感应加热磁性木材的制备方法，其特征在步骤四中重复步骤三20次。
8.根据权利要求1所述的一种用于磁感应加热磁性木材的制备方法，其特征在步骤五中在温度为100℃的条件下，反应24h。
9.根据权利要求1所述的一种用于磁感应加热磁性木材的制备方法，其特征在步骤六中在温度为100℃的条件下，反应10h。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108127756A (zh) * 2017-11-22 2018-06-08 浙江农林大学 一种在木材表面构筑无机微纳米层的方法
CN108214813A (zh) * 2017-12-23 2018-06-29 仇颖超 一种可回收吸附型磁性木材的制备方法
CN114851332B (zh) * 2022-05-31 2023-02-17 东北林业大学 一种具有磁各向异性的木质机器人制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05285904A (ja) * 1992-04-13 1993-11-02 Hideo Oka 磁気特性を有する木質材
CN102493176A (zh) * 2011-11-24 2012-06-13 东华大学 一种电磁功能复合织物的制备方法
CN103692519A (zh) * 2013-12-19 2014-04-02 东北林业大学 一种木材表面原位生长磁性纳米Fe3O4的方法
CN106313221A (zh) * 2016-10-14 2017-01-11 东北林业大学 一种荧光透明磁性木材的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05285904A (ja) * 1992-04-13 1993-11-02 Hideo Oka 磁気特性を有する木質材
CN102493176A (zh) * 2011-11-24 2012-06-13 东华大学 一种电磁功能复合织物的制备方法
CN103692519A (zh) * 2013-12-19 2014-04-02 东北林业大学 一种木材表面原位生长磁性纳米Fe3O4的方法
CN106313221A (zh) * 2016-10-14 2017-01-11 东北林业大学 一种荧光透明磁性木材的制备方法

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